运用优化理论和优化设计方法,结合混凝土泵车臂架系统模型,分析了连杆位置对臂架系统油缸大受力的影响;应用ADAMS软件对混凝土臂架模型进行了参数化建模和优化设计,进而求得使油缸大受力小化时的各铰点坐标优解,从而为臂架系统的设计、改进和油缸选型提供了可靠依据。

利用APDL语言建立了臂架的参数化模型,在置信水平95%的条件下应用PDS模块对混凝土泵车臂架进行了结构可靠度分析。执行循环1000次蒙特卡罗法计算,得到了臂架位移与应力的累积分布函数。进一步进行灵敏度求解,获得了影响臂架位移与应力的设计参数,得出了臂架长度与臂架宽度是两个主要的影响参数。使用响应面法分析,得到了两组关联参数影响臂架位移与应力变化的曲面。分析结果表明,两种方法求出的臂架位移值与应力值,其相对误差在5%以内。

针对混凝土泵车臂架体型臃肿、质量过大的问题,将某款泵车臂架的连杆和三角臂在不改变定位尺寸的条件下调换位置,得到斯蒂芬森Ⅲ型六杆机构,此时液压油缸的最大作用力将得到一定程度的减小,从而可以减小液压油缸的尺寸;将内置式连杆改为外置式,能有效减小臂架头及尾部的截面宽度,降低了臂架质量,减轻了泵车载荷,提高了燃油经济性,使臂架的结构更为紧凑。